JP2006041771A - 音響再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】音響放射以外の機能を併用した振動体による音響再生装置を提供することを目的とする。
【解決手段】音響放射以外の機能を併用した振動体に、ボイスコイルを結合して、このボイスコイルに作用する範囲に、非接触状態で磁束発生手段を設けて構成することで、装置の小型薄型化を実現することができ、振動体は音響放射以外の機能を併用しているため、振動板が不要となり、部品点数削減によるコスト低減化と生産性の向上を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は各種電子機器や、家具、什器等に使用される音響再生装置に関するものである。

図１４は、この種の従来の音響再生装置の一例としての液晶テレビの構成を示した外観図である。

図１４において、８０は液晶パネル、５０はスピーカシステム、６０は枠体、７０は操作部である。

また、最近の市場要求である小型化、薄型化を満足させるため、図１５に示すように、スピーカシステム５０を液晶パネル８０の両サイドからなくし、液晶パネル自体や、透明な液晶の前面パネルを振動させて音を発生させる等の技術が開発されている。

これらの技術の構成について、図１６により説明する。

図１６は、この種の音響再生装置の動作原理を示す要部断面図である。

図１６において、１はマグネット、２はプレート、３はヨーク、４は磁気回路、５は磁気ギャップ、６はフレーム、７は振動体、８はボイスコイル、９はダンパーである。

そして、これは７の振動体を除いて、励振ユニット１０を構成している。

この構成における音響再生装置の動作原理としては、励振ユニット１０に電気信号を入力することにより、励振ユニット１０に結合された振動体７が駆動されて往復運動し、これにより液晶パネルや透明な液晶の前面パネルが振動板の作用をして音響再生を行うように構成されたものであった。

すなわち、振動体７である液晶パネルや透明な液晶の前面パネルに、ボイスコイル８のボビンを結合し、この振動体７との結合部の反対側のボイスコイル８の線輪は、磁気回路４の磁気ギャップ５の中に挿入され、いわゆる磁束発生手段と交差することにより、このボイスコイル８に磁束が作用して振動し、この振動をボビンにより伝達し、液晶パネルや透明な液晶の前面パネルである振動体７を振動させて音を発生させる構成としたものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００３−１１１１９３号公報

しかしながら前記従来の音響再生装置では、励振ユニット１０によりこの励振ユニット１０に結合された振動体７を駆動する構成であるために、振動体７の励振ユニット１０との結合部近傍では振動体７が励振ユニット１０の駆動に連動した振幅運動をするものの、振動体７の励振ユニット１０との結合部から距離が離れてしまう部分では振動体７が励振ユニット１０の駆動に連動できずに位相がずれた振幅運動をしてしまうために分割共振と呼ばれる現象が発生するという問題があった。

この分割共振現象を解決するために、振動体７の面積に応じて励振ユニット１０を複数個設けて振動体７を振幅させるということも考えられるが、励振ユニット１０そのものが小型薄型化を図り難いという問題に加え、複数個の励振ユニット１０を用いることにより音響再生装置が大型化し、かつコスト的にも高くなるために採用できないという課題があった。

本発明はこのような従来の課題を解決し、小型薄型化を図った駆動部で大きな面積の振動体を均一に振幅させることが可能な小型高性能の音響再生装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、磁束発生手段と、この磁束発生手段を結合した被装着体と、前記磁束発生手段の磁束の作用する範囲に前記磁束発生手段と非接触状態で配置されるボイスコイルを少なくとも一方の面に結合し、外周部が前記被装着体に結合された振動体とからなり、前記ボイスコイルは前記磁束発生手段と交差しない状態で前記振動体の面上に設けられ、かつ前記振動体は音響放射以外の機能を併用して音響再生装置を構成したものである。

さらに、振動体は略平面状に形成し、ボイスコイルは、少なくとも振動体の外周部近傍を含んで形成させたものである。

そして、振動体としては、映像表示パネル、机や家具や什器、さらには電子黒板や電子白板の構成面を用いるような構成にしたものである。

以上のように本発明による音響再生装置は、音響放射以外の機能を併用した振動体により音響再生装置を構成することができ、装置の小型薄型化を実現することができる。

さらに、振動体は音響放射以外の機能を併用しているため、振動板が不要となり、部品点数削減によるコスト低減化と生産性の向上を図ることができる。

また、小型薄型化を図った駆動部で大きな面積の振動体を均一に振幅させることが可能になり、分割共振の発生がない高性能の音響再生を行うことができるようになるため、各種電子機器を始め、机や家具や什器、さらには電子黒板や電子白板等の略平面形状の構成を有する器物への応用展開も期待できるという格別な効果が得られるものである。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜１１および、請求項１５〜１７に記載の発明について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１による振動体が、音響放射以外の機能を併用した音響再生装置に使用されている例を示した外観図である。

振動体の音響放射以外の機能として、映像表示パネルとしての機能を併用した音響再生装置の外観図であり、映像表示パネルとして液晶パネル（ＬＣＤ）２７を用いた液晶テレビである。

図２は、図１に示した液晶テレビの映像表示パネルとして使用されている液晶パネル（ＬＣＤ）２７のみを示した外観図であり、振動体としての液晶パネル２７は略平面状に形成されている。

図３は、図２の裏面の状態を示す外観図であり、液晶パネル２７の裏面にボイスコイル２８が平面状に結合されたものである。このボイスコイル２８は、少なくとも振動体である液晶パネル２７の外周部近傍を含んで構成されたものである。

図４は、ボイスコイル２８を液晶パネル２７の前面にも形成した状態の外観図を示したものであり、ボイスコイル２８は、少なくとも振動体である液晶パネル２７の外周部近傍を含んで構成されたものである。

図５は、この音響再生装置である液晶テレビの断面図を示したものであり、磁束発生手段は、マグネット２１を含む磁気回路２４で構成されたものである。

図６は、ボイスコイル２８を液晶パネル２７の前面にも形成し、かつ磁束発生手段を、振動体を介して、少なくともその一部を対向配置した状態の音響再生装置の断面図を示したものである。

図７は、磁束発生手段を電流による誘導磁界として構成した状態の音響再生装置の断面図を示したものである。

図８は、振動体２７は、その外周部に、柔軟性に富むエッジ部３２を含んで構成した状態の音響再生装置の断面図を示したものである。

図９は、振動体の音響放射以外の機能が、同じく映像表示パネルとして、映像表示用スクリーンを用いた放射型テレビを示したものである。

図１から図９について説明する。

図１に示す液晶テレビは、映像表示パネルとして使用されている液晶パネル（ＬＣＤ）２７と、これを固定する枠体６０と、この液晶テレビの操作部７０と、枠体６０の内部に内蔵された電子回路とにより構成している。

そして、この液晶パネル（ＬＣＤ）２７は、図２に示すように、略平面状に形成されている。

そして、この液晶パネル（ＬＣＤ）２７の裏面には、図３に示すように、ボイスコイル２８が平面状に結合形成されている。このボイスコイル２８は、角型渦巻き状に形成され、少なくとも振動体である液晶パネル２７の外周部近傍を含んで構成されている。

この音響再生装置の動作原理としては、図５に示すように、磁束発生手段は、マグネットを含む磁気回路で構成されたものであり、複数のマグネット２１をヨーク２３に結合して、磁気ギャップ２５を構成した磁気回路２４を構成している。

そして、この磁気回路２４を枠体６０に結合し、この枠体６０には、磁気回路２４の磁気ギャップ２５から発生する磁束の作用する範囲内に、そのボイスコイル２８が結合形成されている振動体である液晶パネル（ＬＣＤ）２７を、その外周部を枠体６０に結合して配置構成させている。

そして、この枠体６０には、液晶パネル（ＬＣＤ）２７の映像や、スピーカとしての振動を発生させるための駆動回路である電子回路３０を備えて構成している。

そして、この駆動回路である電子回路３０から、振動体である液晶パネル（ＬＣＤ）２７に結合形成されたボイスコイル２８に音声信号を流すことにより、このボイスコイル２８に磁気回路２４の磁気ギャップ２５から発生する磁束を作用させ、フレミングの左手の法則による駆動力を得るものである。

この場合、ボイスコイル２８には、常に一定方向の反撥力および吸引力が効率よく作用するように、磁束の発生方向を合わせて磁気回路２４および磁気ギャップ２５の配置を実施することが重要である。

この構成とすることで、映像表示パネルである液晶パネル（ＬＣＤ）２７という音響放射以外の機能を併用した振動体により音響再生装置を構成することができ、装置の小型薄型化を実現することができる。

さらに、振動体は音響放射以外の機能を併用しているため、振動板が不要となり、部品点数削減によるコスト低減化と生産性の向上を図ることができる。

また図４に示すように、ボイスコイル２８を液晶パネル２７の前面にも、その外周部近傍に形成し、かつ図６に示すように、磁束発生手段を、振動体である液晶パネル２７を介して、少なくともその一部を対向配置して構成することで、さらに音圧レベルを向上させることができる。

また図７に示すように、磁束発生手段をコイル３１による電流による誘導磁界として音響再生装置を構成することもできる。

この構成とすることで、マグネットを含む磁気回路が不要となり、さらなる装置の小型薄型化を実現することができる。

また図８に示すように、振動体である液晶パネル２７は、その外周部に、柔軟性に富むエッジ部３２を含んで構成することもできる。

この構成とすることで、柔軟性に富むエッジ部３２の効果で、振動体である液晶パネル２７の振幅量を拡大させ、リニアリティも向上させることができることから、音響特性等その性能を向上させることができる。

また前記のように、柔軟性に富むエッジ部３２を設けないまでも、振動体の外周部を、外周部以外の部位より柔らかく構成することでも、前記に近い効果を得ることも可能である。

この構成とすることで、エッジ部を設けることなく、その外周部が柔軟性に富む振動体を構成することの効果で、振動体の振幅量を拡大させ、リニアリティも向上させることができることから、性能向上と低コスト化を両立させることができる。

また前述の内容は、ボイスコイル２８を１層巻に形成した例について説明したが、さらなる音圧レベル向上等の性能向上に対する対応として、ボイスコイル２８を２層巻き以上に形成して使用することで、その駆動力が向上し、音圧レベル向上等の効率向上を実現することができる。

さらに前述の内容は、振動体が、音響放射以外の機能を併用した例として、映像表示パネルを用いた内容について、液晶パネルを用いた液晶テレビについて説明したが、当実施例に限定されることなく、映像表示パネルとして、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を用いて構成しても良い。

さらに、映像表示パネルとして、図９に示すように映像表示用スクリーンを用いて構成しても良い。

この場合、映像表示用スクリーンを振動体として使用するには、この映像表示用スクリーンの裏面または内部にボイスコイルを形成し、このボイスコイルに磁束を作用できる位置、すなわち裏面側等の壁面に磁束発生手段を設けることが、実使用上好都合である。

さらに、液晶パネルを用いて構成することについては前述した通りであるが、この場合、液晶テレビに限定されることなく、携帯電話やパーソナルコンピュータやゲーム機器等、液晶パネルを用いて構成されるものについては全てに応用可能である。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項１２に記載の発明について説明する。本実施の形態は、本発明による音響再生装置を、その振動体として、前述した映像表示パネルではなく、机の天面、または側面、または机上のパーティションを用いて構成したものである。

その構成については、実施の形態１にて説明したため、ここでは省略するが、その振動体とともに、振動体に形成されたボイスコイルと、このボイスコイルに作用させる磁束発生手段を設けて構成している。

図１０は、本発明の実施の形態による机の天面を振動体として用いて構成した音響再生装置を示した机の外観図である。

図１０において、４０は机の天面、４１は机の側面、４２は机の背面、４３は机の引出し面、２８はボイスコイルである。

本実施の形態は、机の天面４０にボイスコイル２８を形成して振動体２７として使用した例である。

この構成とすることで、別体としてのスピーカシステムを使用することなく、机の天面４０を振動体として機能させることができるため、机に向かって学習や作業を行う人にとっては、振動体が近くに存在し、簡単に受聴可能であるため非常に便利である。

さらに、別体としてのスピーカシステムを設置するスペースが不要であるため、室内でのスペースファクターを向上できるとともに、室内レイアウトの自由度を向上させることができる。

また、振動体として、机の天面４０を併用していることから、振動板自体を別途準備する必要がないため、部品点数削減によるコスト低減化や生産性の向上を図ることもできる。

さらに前述の内容は、振動体が、音響放射以外の機能を併用した例として、机の天面４０を用いた内容について説明したが、当実施の形態に限定されることなく、振動体として、机の側面４１や机の背面４２や机の引出し面４３を用いて、これらの面にボイスコイルを形成して構成しても良い。

すなわち、机としての構成面であれば、全ての構成面を振動体として使用可能である。

また、机の間連品として、図１１に示すように机上のパーティション４４を用いて構成することも可能である。

このように構成することで、前述した効果と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項１３に記載の発明について説明する。本実施の形態は、本発明による音響再生装置を、その振動体として、家具または什器の構成面を用いて構成したものである。

その構成については、実施の形態１および２にて説明したため、ここでは省略するが、その振動体とともに、振動体に形成されたボイスコイルと、このボイスコイルに作用させる磁束発生手段を設けて構成している。

図１２は、本発明の実施の形態による家具の扉面を振動体として用いた構成とした音響再生装置を示した家具の外観図である。

図１２において、４５は家具の扉面、４６は家具の天面、４７は家具の側面、４８は家具の引出し面、２８はボイスコイルである。

本実施の形態は、家具の扉面４５にボイスコイル２８を形成して振動体２７として使用した例である。

この構成とすることで、別体としてのスピーカシステムを使用することなく、家具の扉面４５を振動体として機能させることができるため、家具の近くにいる人にとっては、振動体が近くに存在し、簡単に受聴可能であるため非常に便利である。

さらに、別体としてのスピーカシステムを設置するスペースが不要であるため、室内でのスペースファクターを向上できるとともに、室内レイアウトの自由度を向上させることができる。

また、振動体として、家具の扉面４５を併用していることから、振動板自体を別途準備する必要がないため、部品点数削減によるコスト低減化や生産性の向上を図ることもできる。

さらに前述の内容は、振動体が、音響放射以外の機能を併用した例として、家具の扉面４５を用いた内容について説明したが、当実施の形態に限定されることなく、振動体として、家具の天面４６や側面４７や引出し面４８、さらには背面を用いて、これらの面にボイスコイルを形成して構成しても良い。

すなわち、家具としての構成面であれば、全ての構成面を振動体として使用可能である。

また、前述した家具に限定されることなく、会社や事務所でよく使用される什器の構成面を用いて構成することも可能である。

このように構成することで、前述した効果と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態４）
以下、実施の形態４を用いて、本発明の特に請求項１４に記載の発明について説明する。本実施の形態は、本発明による音響再生装置を、その振動体として、電子黒板または電子白板の板面を用いて構成したものである。

その構成については、実施の形態１，２および３にて説明したため、ここでは省略するが、その振動体とともに、振動体に形成されたボイスコイルと、このボイスコイルに作用させる磁束発生手段を設けて構成している。

図１３は、本発明の実施の形態による電子白板の板面を振動体として用いて構成した音響再生装置を示した電子白板の外観図である。

図１３において、４９は電子白板の板面、５１はフレーム、５２はスタンド、２８はボイスコイルである。

本実施の形態は、電子白板の板面４９にボイスコイル２８を形成して振動体２７として使用した例である。

この構成とすることで、別体としてのスピーカシステムを使用することなく、電子白板の板面４９を振動体として機能させることができるため、会議等で電子白板の近くにいる人にとっては、振動体が近くに存在し、簡単に受聴可能であるため非常に便利である。

さらに、別体としてのスピーカシステムを設置するスペースが不要であるため、室内でのスペースファクターを向上できるとともに、室内レイアウトの自由度を向上させることができる。

また、振動体として、電子白板の板面４９を併用していることから、振動板自体を別途準備する必要がないため、部品点数削減によるコスト低減化や生産性の向上を図ることもできる。

本発明による音響再生装置は、音響放射以外の機能を併用した振動板により音響再生装置を構成することができ、装置の小型薄型化や部品点数削減によるコスト低減化と生産性の向上を実現することができるようになるため、各種電子機器を始め、机や家具や什器、さらには電子黒板や電子白板等の略平面形状の構成を有する器物への応用展開も期待できるものである。

本発明の実施の形態１による音響再生装置を用いた液晶テレビの外観図 本発明の実施の形態１による液晶パネルの外観図 本発明の実施の形態１による液晶パネルのボイスコイルを形成した裏面から見た外観図 本発明の実施の形態１による前面にボイスコイルを形成した液晶パネルの外観図 本発明の実施の形態１による液晶テレビの断面図 本発明の実施の形態１による液晶テレビの断面図 本発明の実施の形態１による液晶テレビの断面図 本発明の実施の形態１による液晶テレビの断面図 本発明の実施の形態１による映像表示用スクリーンの外観図 本発明の実施の形態２による机の外観図 本発明の実施の形態２による机上のパーティションの外観図 本発明の実施の形態３による家具の外観図 本発明の実施の形態４による電子白板の外観図 従来のスピーカシステムを備えた液晶テレビの外観図 従来の音響再生手段を用いた液晶テレビの外観図 従来の音響再生手段を用いた液晶テレビの要部断面図

符号の説明

１ マグネット
２ プレート
３ ヨーク
４ 磁気回路
５ 磁気ギャップ
６ フレーム
７ 液晶パネル（振動体）
８ ボイスコイル
９ ダンパー
１０ 励振ユニット
２１ マグネット
２１Ａ マグネット
２３ ヨーク
２３Ａ ヨーク
２４ 磁気回路
２５ 磁気ギャップ
２７ 液晶パネル（振動体）
２８ ボイスコイル
３０ 電子回路
３１ コイル
３２ エッジ部
４０ 机の天面
４１ 机の側面
４２ 机の背面
４３ 机の引出し面
４４ パーティション
４５ 家具の扉面
４６ 家具の天面
４７ 家具の側面
４８ 家具の引出し面
４９ 電子白板の板面
５０ スピーカシステム
５１ フレーム
５２ スタンド
６０ 枠体
７０ 操作部
８０ 液晶パネル

Claims (17)

1. 磁束発生手段と、この磁束発生手段を結合した被装着体と、前記磁束発生手段の磁束の作用する範囲に前記磁束発生手段と非接触状態で配置されるボイスコイルを少なくとも一方の面に結合し、外周部が前記被装着体に結合された振動体とからなり、前記ボイスコイルは前記磁束発生手段と交差しない状態で前記振動体の面上に設けられ、かつ前記振動体は音響放射以外の機能を併用した音響再生装置。
2. 振動体は略平面状に形成された請求項１記載の音響再生装置。
3. ボイスコイルは、少なくとも振動体の外周部近傍を含んで設けられた請求項１または請求項２記載の音響再生装置。
4. 磁束発生手段は、マグネットを含む磁気回路である請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の音響再生装置。
5. 磁束発生手段は、電流による誘導磁界である請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の音響再生装置。
6. 磁束発生手段を、振動体を介して、少なくともその一部を対向配置した請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の音響再生装置。
7. 振動体の表裏面にボイスコイルを結合した請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の音響再生装置。
8. 振動体として、映像表示パネルを用いた請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の音響再生装置。
9. 映像表示パネルは、液晶パネル（ＬＣＤ）である請求項８記載の音響再生装置。
10. 映像表示パネルは、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）である請求項８記載の音響再生装置。
11. 映像表示パネルは、映像表示用スクリーンである請求項８記載の音響再生装置。
12. 振動体として、机の天面、または側面、または机上のパーティションを用いた請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の音響再生装置。
13. 振動体として、家具または什器の構成面を用いた請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の音響再生装置。
14. 振動体として、電子黒板または電子白板を用いた請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の音響再生装置。
15. 振動体の外周部は、外周部以外の部位より柔らかく構成した請求項１から請求項１４のいずれか一つに記載の音響再生装置。
16. 振動体は、その外周部に、柔軟性に富むエッジ部を含んで構成した請求項１から請求項１５のいずれか一つに記載の音響再生装置。
17. ボイスコイルは、２層巻き以上に構成した請求項１から請求項１７のいずれか一つに記載の音響再生装置。

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